塑性加工における摩擦・潤滑と金型寿命の向上技術

はじめに ― 製造現場から見た塑性加工のリアル

塑性加工は、金属を塑性変形させて部品や製品へと成形する、製造業の根幹を成す技術です。

プレスや鍛造、ロールフォーミングといった加工現場では、常に「いかに安定した品質を実現し、コストダウンを図るか」が問われ続けてきました。

その中で、摩擦や潤滑、そして金型の寿命というテーマは、現場に根深く横たわる課題です。

デジタル化の波が押し寄せる今も、昭和の時代から続くアナログな現場作業が多いのが実情であり、現場で働く方も多くは「手触り感」を頼りに、日々の改善を重ねています。

今回は、製造業バイヤーや調達、サプライヤー、それぞれの立場で知ってほしい「摩擦・潤滑と金型寿命の向上」について、現場目線で実践的な知見と最新動向を交えて解説します。

塑性加工における摩擦と潤滑の基礎を再確認する

なぜ摩擦・潤滑が重要なのか

摩擦は、金属の加工時に材料と金型の間で発生する抵抗力です。

この摩擦は製品寸法・表面粗さ・成形荷重など、加工品質のあらゆる面にダイレクトに影響します。

また、摩擦が高いと金型への負荷が大きくなり、摩耗・焼付き・チッピングなど劣化の原因となります。

一方、適切な潤滑を施すことによって、摩擦抵抗を減らし、金型の保護と高品質な成形を同時に実現できます。

現場で経験する摩擦トラブルの「あるある」

・金属粉が混入して成形不良が増える
・金型表面に異常摩耗やスカッフ（焼付き跡）が生じる
・潤滑剤を変えたいが、抜けやすさや洗浄性のバランスが難しい

こうした現象は「またか」と思いながらも、その本質的な原因を突き止めるのはなかなか難しいものです。

潤滑剤メーカーによる多様な製品が登場し、自動化も進みつつありますが、現場での「塗布ムラ」や「現場独自の配合」が、思わぬ品質トラブルを引き起こすこともしばしばです。

金型寿命の現状とその限界 ― なぜ長持ちしないのか

金型寿命に影響を及ぼす要素

金型寿命は、言わずもがな現場コストに直結する重要な指標です。

代表的な要因は下記のとおりです。

・金型材料の選定（SKDや超硬、最近ではPM鋼材など）
・熱処理やコーティングの精度、選択（TiN、CrN、DLCなど）
・成形荷重や加工速度（プレスの調整精度含む）
・加工材料の特性変化（高強度鋼板やアルミ系、最近はCFRPまで多様化）

そして、やはり見逃せないのは「現場での潤滑・洗浄管理」です。

潤滑剤切れや残留物の蓄積、部品洗浄の不徹底など、目の前の小さな「手間」が、大きな金型ダメージや寿命短縮となって跳ね返ってきます。

アナログ業界の壁 ― ルールと現場感のギャップ

例えば、マニュアル通りに潤滑管理の基準を定めていても、古参オペレーターの「経験と勘」に現場が委ねられていることも未だ多く見受けられます。

「この部品は少し多めに、こっちは控えめに」という口伝のノウハウが、標準化を妨げている場合が多いのです。

また、時間やコストの制約から、部品洗浄工程が簡略化されることもあり、これが金型表面へのダメージを加速させる元凶となっています。

摩擦・潤滑管理の最新技術と進化のトレンド

新素材・最新コーティングの導入現場

高機能潤滑剤や、超硬質コーティング（例：高靭性DLC、複数層コーティング）といった技術革新は、金型寿命と成形安定性の両立を大きく前進させています。

例えば、プレス成形の現場では「油性」から「水溶性」潤滑剤へとシフトさせつつ、高機能界面活性剤やナノ分散技術を応用した潤滑フィルムが実用化されています。

鍛造や冷間加工では、焼結窒化処理、帯電防止・離型性向上処理なども普及しつつあります。

IoT・センシング技術による摩擦評価の変革

センサーで荷重や温度、摩擦係数をリアルタイムで計測し、そのデータをもとに自動で潤滑剤の供給量をコントロールする「スマート潤滑供給システム」も導入事例が増えています。

こうした取り組みによって、従来の「勘と経験」頼みから、「データドリブンな設備保全・金型管理」への進化が見え始めています。

現場に定着させるコツ ― 人とシステムの融合

ただ、高度なデジタル設備だけではうまくいきません。

現場のオペレーターがシステムの信頼性を理解し、データの「違和感」を見逃さない人材教育が不可欠です。

現実にはIoTツールを導入しても「結局、見ているだけ」になってしまわないよう、現場での異常予兆検知・メンテナンス判断にしっかり活かす運用設計が求められます。

金型寿命の向上に効く、現場の知恵 ― 実践的なTips集

調達・購買部門でできるポイント

・サプライヤーへ「寿命データ」や「潤滑剤選定ポリシー」の提示を求める
・見積段階で「最適な金型材料・コーティング」の提案を必須化する
・潤滑剤・洗浄剤の仕様書確認、現場テストの実施徹底

これらは最近ではサステナブル調達やESG対応の観点からも重視されています。

現場改善・生産管理での着眼点

・金型表面の微細摩耗やスカッフ発生の傾向を定量管理
・潤滑塗布装置のメンテ記録をデジタル管理し、トレーサビリティを確保
・「限界到達前の交換サイクル」の策定と実運用

ここができていないと、後手の対症療法になり、コストが膨らみがちです。

現場オペレーター視点での工夫

・加工材料（コイルや丸棒）の皮膜状態や異物付着を入荷時にチェックする
・金型温度や加工中の異音、荷重・抜け具合など五感でも異常予兆を把握する
・「異常報告」をためらわない文化を作り、情報共有のサイクルを磨く

地道ながら、こうした積み重ねが寿命延伸・品質安定の基本となります。

サプライヤーからバイヤーへ ― 金型寿命の価値提案と競争力

バイヤー（調達・購買）は「価格交渉」ばかりが注目されがちですが、今や「トータルコスト（TCO）」で製造工程全体の最適化が問われる時代です。

サプライヤー側では、単なる部品供給や標準潤滑剤の納入に留まるのではなく、

・ 金型寿命シミュレーションや摩耗予測のコンサルティング支援
・ 現場定着までを含めた潤滑管理“導入型”提案
・ “潤滑剤＋表面処理＋コーティング”まで含むパッケージ提案

といった総合的なアプローチが差別化ポイントになります。

さらにはIoTプラットフォームを活用し、生産現場に定期レポートを提供するといった「共創型サービス」も生まれ始めています。

バイヤーはこうした提案を積極的に評価し、「どれだけ現場の手間を減らせるか」という観点で取引先を選定するのが現代的なやり方です。

まとめ ― 変化は現場から、未来はデータと人の融合から生まれる

摩擦・潤滑、そして金型寿命の向上は、製造業の永遠のテーマの一つです。

データ活用や自動化の波の中で、アナログな現場感や積年の経験知もなお重要性を持ち続けています。

これから求められるのは、旧来の「手作業の積み上げ」と最新技術の「データドリブン管理」、両者をうまくバランスさせる現場マネジメントのあり方です。

調達バイヤー、サプライヤー、現場オペレーター、それぞれが“個々の立場”で品質と効率を追求するのではなく、「全体最適」でシームレスにつながる現場づくりだけが、製造業の持続的発展につながります。

常に新しい発見と改善を重ねながら、昭和の知恵と令和の技術が融合したものづくりの未来地平を、ともに切り拓いていきましょう。